题目内容
I．在容积相同的两个容器A和B中，保持温度为423K，同时向A、B中分别加入amol、bmol HI （a＞b），反应2HI?H2+I2（g）达到平衡后，两容器中各物质的反应速率VA VB；平衡时c（I2）B平衡时，I2蒸汽在混合气体中的体积百分含量：A容器 B容器：HI的平衡分解率：aA aB．Ⅱ．合成甲醇的反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）；在一定温度下，向一个容积不变的密闭容器中通入2.5mol CO和7.5mol H2，达到平衡时CO的转化率为90%，此时容器的压强为开始时的 倍．若保持同一反应温度将起始物质改为a mol CO、b mol H2、c molCH3OH，欲使平衡混合物中各组成与原平衡相同，则a、b满足的关系为关系为 ，且欲使开始时可逆反应向逆反应方向进行，c的取值范围是 ．
Ⅱ、根据CO的转化率求出参加反应的CO的物质的量，利用差量法算出平衡反应混合物的总的物质的量，压强之比等于物质的量之比；
各组成与原平衡相同说明为等效平衡，恒温恒容，前后气体体积变化，按化学计量数转化到左边，满足对于物质的物质的量相等即可．
计算出平衡时CH3OH（g）的物质的量，c大于此值平衡向逆反应进行．按化学计量数转化到左边，得到2.5mol CO时c的值最大．
解答：解：I．在容积相同的两个容器A和B中，保持温度为423K，同时向A、B中分别加入amol、bmol HI （a＞b），等效为a在b的基础上开始增大合适压强，反应前后气体体积不变，平衡时对应各组分的含量相同，HI的转化率相等．由于a＞b，HI的转化率相等．平衡时A中浓度都大于B中相应物质的浓度，浓度越大速率越大，所以两容器中各物质的反应速率VA＞VB．
故答案为：＞；=；=
Ⅱ．开始反应混合气体的总的物质的量为2.5mol+7.5mol=10mol，
平衡时CO的转化率为90%，所以参加反应CO的物质的量为2.5mol×90%=2.25mol．
对于反应 CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）；物质的量减少△n1mol 2mol
2.25mol 4.5mol
所以平衡后反应混合气体的总的物质的量为2.5mol+7.5mol-4.5mol=5.5mol
压强之比等于物质的量之比，所以此时容器的压强为开始时的倍数为
=0.55．各组成与原平衡相同说明为等效平衡，恒温恒容，前后气体体积变化，按化学计量数转化到左边，满足对于物质的物质的量相等即可．所以有
，解得2a+2.5=b．对于反应 CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）；开始（mol）：2.5 7.5 0
变化（mol）：2.25 4.5 2.25
平衡（mol）：0.25 3 2.25
平衡时CH3OH的物质的量为2.25mol，所以c＞2，25mol平衡向逆反应进行．按化学计量数转化到左边，得到2.5mol CO时c的值最大．所以c最大为2.5mol．所以2.25＜c＜2.5．
故答案为：0.55；2a+2.5=b；2.25＜c＜2.5．
点评：考查平衡计算、等效平衡等，难度较大，注意等效思想的运用以及运用极限方法确定c的取值范围．
（15分）氨气是一种重要的化工原料，大量用于制造尿素、纯碱、铵态氮肥以及硝酸，在有机合成工业中制合成纤维、塑料、染料等。请回答下列问题：
（1）氨气是工业制备硝酸的重要原料，已知下列三个热化学方程式：
① N2 (g)+ 3H2 (g)
2NH3 (g) △H1
② 4NH3(g) +5O2 (g)＝ 4NO(g) +6H2O(l) △H2
③ N2 (g)+ O2 (g)＝ 2NO (g) △H
能否应用△H1和△H2表示△H？
若能用△H1和△H2表示△H，则写出△H= ；若不能，说明理由：
。
（2）在相同的温度下，容积相等的两个恒容密闭容器（编号分别为a和b）中，一定量的氮气和氢气发生下列可逆反应：
N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g) △H＝－92.4 kJ/mol
实验测得反应起始时各物质的物质的量及平衡时放出的热量如下表：
| 容器编号 | 起始时各物质物质的量/mol | 平衡时反应 | ||
| N2 | H2 | NH3 | ||
| a | 1 | 3 | 0 | 23.1 |
| b | 2 | 6 | 0 | 未知（用E表示） |
①反应a和反应b的氢气转化率相同
②利用已知数据可以计算反应b的平衡常数
③利用已知数据可以计算反应b放出的能量E
④平衡时a、b两个反应的氨气体积分数为1:1
（3）温度为400℃、压强为30Mpa的情况下，密闭容器中发生氢气与氮气的合成氨反应：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H＜0 。氨气的物质的量[n(NH3)]和氢气的物质的量[n(H2)]随时间变化的关系如下图：
正反应速率最大的点是 （选填a、b、c、d中的一个或几个），氮气的物质的量[n(N2)]相等的两点是 （选填a、b、c、d中的两个）；保持其他条件不变，将温度改为600℃，在上图中画出反应达到平衡的过程中氨气的变化曲线。
（4）工业合成氨用煤制备原料气氢气时，往往排放大量的二氧化碳。实际工业生成中可利用二氧化碳联合生产二甲醚（CH3OCH3），一定条件下，在容积固定的密闭设备中发生反应：
2CO2(g)＋6H2(g)
CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H＜0两个密闭恒容容器中在温度均为T且保持不变的情况下进行上述反应，一段时间后测得两个容器中有关数据及正逆反应速率关系如下表：
| 容器 | c(CO2) /mol·L－1 | c(H2) /mol·L－1 | c(CH3OCH3) /mol·L－1 | c(H2O) /mol·L－1 | v (正)和v (逆)比较 |
| 容器I | 1.0×10－2 | 1.0×10－2 | 1.0×10－4 | 1.0×10－4 | v (正)＝v (逆) |
| 容器II | 2.0×10－2 | 1.0×10－2 | 1.0×10－4 | 2.0×10－4 | |
（15分）氨气是一种重要的化工原料，大量用于制造尿素、纯碱、铵态氮肥以及硝酸，在有机合成工业中制合成纤维、塑料、染料等。请回答下列问题：
（1）氨气是工业制备硝酸的重要原料，已知下列三个热化学方程式：
① N2 (g)+ 3H2
(g) 
2NH3 (g) △H1
② 4NH3(g) +5O2 (g)＝ 4NO(g) +6H2O(l) △H2
③ N2 (g)+ O2 (g)＝ 2NO (g) △H
能否应用△H1和△H2表示△H？
若能用△H1和△H2表示△H，则写出△H= ；若不能，说明理由：
。
（2）在相同的温度下，容积相等的两个恒容密闭容器（编号分别为a和b）中，一定量的氮气和氢气发生下列可逆反应：
N2(g)
＋ 3H2(g)
2NH3(g) △H＝－92.4 kJ/mol
实验测得反应起始时各物质的物质的量及平衡时放出的热量如下表：
|
容器编号 |
起始时各物质物质的量/mol |
平衡时反应 |
||
|
N2 |
H2 |
NH3 |
||
|
a |
1 |
3 |
0 |
23.1 |
|
b |
2 |
6 |
0 |
未知（用E表示） |
下列说法正确的是 （填序号）
① 反应a和反应b的氢气转化率相同
②利用已知数据可以计算反应b的平衡常数
③利用已知数据可以计算反应b放出的能量E
④平衡时a、b两个反应的氨气体积分数为1:1
（3）温度为400℃、压强为30Mpa的情况下，密闭容器中发生氢气与氮气的合成氨反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
△H＜0 。
氨气的物质的量[n(NH3)]和氢气的物质的量[n(H2)]随时间变化的关系如下图：
正反应速率最大的点是 （选填a、b、c、d中的一个或几个），氮气的物质的量[n(N2)]相等的两点是 （选填a、b、c、d中的两个）；保持其他条件不变，将温度改为600℃，在上图中画出反应达到平衡的过程中氨气的变化曲线。
（4）工业合成氨用煤制备原料气氢气时，往往排放大量的二氧化碳。实际工业生成中可利用二氧化碳联合生产二甲醚（CH3OCH3），一定条件下，在容积固定的密闭设备中发生反应：
2CO2(g)＋6H2(g)
CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H＜0
两个密闭恒容容器中在温度均为T且保持不变的情况下进行上述反应，一段时间后测得两个容器中有关数据及正逆反应速率关系如下表：
|
容器 |
c(CO2) /mol·L－1 |
c(H2) /mol·L－1 |
c(CH3OCH3) /mol·L－1 |
c(H2O) /mol·L－1 |
v (正)和v (逆)比较 |
|
容器I |
1.0×10－2 |
1.0×10－2 |
1.0×10－4 |
1.0×10－4 |
v (正)＝v (逆) |
|
容器II |
2.0×10－2 |
1.0×10－2 |
1.0×10－4 |
2.0×10－4 |
|
容器I中的反应 (选填“是”或“否”)达到平衡状态，该反应在温度为T时的平衡常数K= 。表格内的空格处v(正)与v(逆)的大小关系是 。